【专题】CEDIA/CTA-RP22沉浸式音频设计推荐规范要点分析5:家庭影院音频系统设计相关标准要点(连载4)

影音中国 2024-03-14 09:48:28

前情回顾

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参考上图的的声学处理性能水平等级评定,了解直达音与早期反射声之间的关联。当前置扬声器靠近相邻表面时,应仔细考虑。这可能包括垂直表面如墙面,水平表面如扬声器(包括中置扬声器)放置在其上的家具,以及位于前置扬声器与听众之间的茶几等家具

针对环绕与上层扬声器相关的声学处理

可定位的声音包括多媒体内容中的基于通道和基于对象的声音细节,例如说“乐队中央”演奏者的位置。这需要来自四周扬声器的强有力的直达声,并传送给房间内的所有听众。然而,大多数时候,希望通过将音乐、空间的声音、屏幕前方的声音等整个空间的声音组合起来产生更具空间感、环绕感与包围感的声场。环绕感意味着被没有特定方向的声音所包围,营造身临其境的感受。当来自侧面的早期反射声到达听众的耳朵时,就会产生这种感知。请记住,声音是三维的体验,来自天花、地面与墙面的声音一样重要。

通常假设配备了向上发声的“高度”扬声器的房间,没有在天花板上安装吸声材料。天花板高度为4.5米或更低2.3-3.7米是理想的高度。这类扬声器安装高度至少与屏幕扬声器一样高。要达到最佳的高度效果需要天花板在反射点位置应该能够尽可能反射声音。建议将高度扬声器放在指定位置,用激光笔在天花板上寻找主要声音反射区域。这个区域必须无任何声学处理。为了获得最佳性能,每个高度扬声器的理想主要反射表面最小应为1.5平方米。

环绕和上层扬声器对于创建连贯的声场,和屏幕扬声器同样重要。在设计阶段,为了控制直达声与发射声的比例,以及获得反射衰减时间表现,通常情况下会选择在房间后部和上部进行相应声音的反射、扩散和散射处理来寻求更具沉浸感的声音表现。

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声学材料指引

选择合适的吸声材料

如果需要额外的吸声处理,来达到理想的混响时间,以及控制直达声与反射声的比例,必须注意的一点是不应该影响反射声的音色。这就需要选择能够在整个声音频谱范围内具备吸声特性,具有足够厚度的吸声材料。而不同的吸声材料可以组合使用,通过增加厚度来实现更宽带的吸声性能。吸声面板背后的空气间隙,可以增加其低频吸声的性能。 

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上图是其中一个例子,说明吸声材料的厚度如何影响其吸声性能

适当使用室内声学处理手段

吸声与扩散声音处理材料的使用和安装位置有着众多不同的方法。

1. 前后墙中心位置的声学处理大部分都是采用吸声的方式,后墙两侧则可以考虑选择扩散处理。

2. 侧墙可以使用反射、吸收和扩散处理的组合。设计为水平散射声音特性的扩散材料,应该放置在人耳高度300mm-1m范围的高度。

3. 扩散板采用嵌入墙面,或挂在墙面的安装方式。位了确保营造更好的沉浸感与环绕感的声像,这些声学处理材料应该在中低频部分的声音处理有一定的效果,具体应该询问厂家以合适扩散板的规格。

4. 几乎任何弯曲或多面凸出的几何形状都能起到散射声音的效果,因此存在相当大的可塑性。为了美观,可以将几何形状结构从地面延伸到天花板,形成类似柱子的形状。如果是成品扩散板则可以使用多个并排排列的结构,以覆盖一个较大的区域。

5. 位于天花板上的扩散处理材料,应该处理本应反射到听众耳朵的,来自前置扬声器的声音。同样在侧墙也可以专门设计一个针对性的扩散处理声学表面。

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避免颤动回声

房间内任何聆听区域都不应该有可闻的颤动回声。

房间内不应该有大面积的、未经处理的平行反射面。这种表面应该在250Hz以下进行适当的声学处理。房间内的吸音材料总量应该按单倍频程计算,以达到RdT的目标值。吸声处理应该至少低于人耳聆听高度300mm的高度。

地面声学处理

地面声学处理材料会影响房间的声音性能,应该考虑选择。如果选择地毯作为吸声材料,应选择背面不带衬层的地毯(织物之间透气)以便声音能够渗透到地毯里面,以最大限度地发挥地毯的吸声效果。当然,也可以使用其他类型地板吸声材料,但是应该先对房间进行计算,以实现最佳效果。

墙面或天花上的装饰物

当在家庭影院空间的墙面或天花上使用织物作为覆盖材料时,需要考虑对声音方面的影响。覆盖吸声板、反射板、扩散板等声学设计处理的织物,应该在不会影响这些声学处理材料的处理效能。例如,在人声频率范围500Hz到5kHz内工作的扩散板,应该选择在5kHz及以下几乎不会产生声音损失的织物来进行表面覆盖。

当织物用于覆盖扬声器时,其声学特性尤为关键。与大多数Hi-Fi扬声器的网罩材料一样,这些织物的规格应在扬声器可再现的最高频率范围内基本没有损失。目前,沉浸式音响系统设备能够再现高频重现达到20kHz甚至更高。

声学织物的规格可能有所不同,而且通常不适用于高保真音响系统。因此,在使用任何织物之前,建议自行测试或使用第三方测试数据来确定其声学的适用性。在覆盖这些织物后所进行的扬声器或声学处理材料在轴与离轴的性能结果是非常重要的。

EQ均衡处理可以部分补偿织物造成的一些声音损失,但最好的方法是一开始就使用不会抑制性能的织物材料。需要留意,过度EQ增益处理可能造成的负面影响。

放置在织物后的低音炮是一个特殊情况,由于部分非密闭式箱体设计的低音炮会在倒相孔处产生气流而使得织物振动,可能会产生噪声,从而影响沉浸感。此时应该将低音炮远离织物,或者选择开孔较大或相对较硬的织物。

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投影幕声学设计

在设计房间时,将前置(屏幕)扬声器放在投影屏幕后面,可以改善声音对应图像区域的定位,或者最大限度地扩大屏幕面积。在这种情况下,尽可能选择透声幕。

尽管透声幕具备声音的穿透性,但是所有透声幕幕在2kHz及以上的频率都会或多或少地阻碍整体声音的性能。屏幕的开孔面积越大,对声学性能的影响就越小。

所有屏幕都会以不同程度反射扬声器的声音。这种反射声一般来说能量只会略微减弱,并且紧跟在直接声之后到达人耳。这会产生复杂的梳状滤波问题。如果不采取缓解措施,会直接影响在轴和离轴的音频性能。

透声幕材料

透声幕的屏幕材料主要分为编织型和打孔型两大类别,不同的透声幕材料在在轴和离轴两大方面的性能数据是有所不同的,会直接影响聆听位置的声音表现,因此必须谨慎选择。

投影幕声学安装建议

1. 将扬声器放在屏幕后面的距离影响着前面所提及的声学问题的严重性。

●建议扬声器与屏幕之间的距离至少为150mm。这可能会因扬声器类型、型号、放置角度、聆听角度和屏幕技术组合的不同而异。

●对于某些带有号角或波导耦合高音扬声器的扬声器,小于150 mm的安装距离可能是可以接受的。

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上图之处了扬声器与屏幕不同距离下对声音频响可能产生的影响

2. 一些扬声器可以在其前部安装吸声材料,以减轻梳状滤波效应。请联系厂家询问可用性。

3. 建议在屏幕后面区域使用吸声材料进行处理,以降低反射声的水平。这些材料需要在至少500Hz的低频范围内有效。 

4. 由屏幕传输损失导致的任何整体声压级降低,都需要重新考虑放大器功率和扬声器性能是否满足听音要求。如果选择在后期补偿高频衰减,则应考虑这将导致的最大SPL性能的损失。

5. 投影幕的选择,打孔还是编织型透声幕,需要在视频和音频性能之间进行权衡。有关选择屏幕材料以优化视频性能的建议,请参阅CTA/CEDIA-CEB23-B。

6. 不建议在屏幕后放置低音炮。这些装置的大幅度的振动会令屏幕产生振动,容易在音频和视频部分产生影响。如果没有其他位置,则特别注意在屏幕后留出足够的空间。建议将低音炮至少放置在屏幕后300mm的位置。确保屏幕周围有足够的气流,以避免气压堆积。对于全频使用的扬声器,尤其是带前置倒相孔的扬声器,上述安装注意事项也适用。在任何情况下,目标是确保当所有扬声器以指定的最大声压级和频率范围运行时,屏幕不会产生可察觉的振动。

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未完待续

编辑:编辑部

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